В 1942 году Лаврентий Берия ставит перед своим заместителем Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу — в кратчайшие сроки собрать группу ученых для создания первой советской атомной бомбы. В условиях военного времени эта миссия кажется практически невыполнимой. Под руководством Игоря Курчатова в Москве формируется сверхсекретная Лаборатория №2, куда привлекают наиболее талантливых специалистов со всей страны. Курчатов настаивает на включении в команду двух неоднозначных фигур: дерзкого физика Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и находящуюся в ссылке радиохимика Карпову. Несмотря на сомнения НКВД, их кандидатуры получают одобрение.
Параллельно советская разведка активизирует усилия по добыче зарубежных научных разработок. Бывший физик Екатерина Лазарева, когда-то связанная с Фроловым романтическими отношениями, успешно передает в СССР критически важные данные об атомных проектах союзников. С этого момента Советский Союз вступает в напряженную гонку за ядерное равновесие, стремясь достичь паритета с Великобританией и Соединенными Штатами в послевоенном мире.